Motor Diésel 4 Tiempos Vs 2 Tiempos, Funcionamiento Y Diferencias

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Antes de la década de 1890 no se conocía el motor diésel 4 tiempos, fue luego que el ingeniero francés Rudolf Diésel inventó el motor de combustión de alto rendimiento, mejor conocido como motor diésel. Desde su invención hasta la actualidad se le han hecho muchas mejoras, sin embargo, es importante saber que su principio de combustión interna se ha mantenido en el tiempo.

Este tipo de motores domina los transportes terrestres (automóviles), así como los del tipo marítimo (barcos) dónde éstos no sean de gran tamaño.

Cómo funciona un motor diésel 4 tiempos.

El motor diésel de 4 tiempos es un motor de combustión interna, y debe su nombre de 4 tiempos por su principio de funcionamiento, dónde el pistón o embolo realiza 4 carreras para cumplir un ciclo completo. 

Para captar mejor lo comentado, observe la figura Nº 1, en ella se podrá ver las 4 fases del proceso completo de combustión del motor.

motor diesel 4 tiempos
Figura Nº1. Proceso Completo de Combustión Interna de un Motor Diésel 4 Tiempos.

El funcionamiento del motor diésel 4 tiempos está comprendido por 4 etapas, éstas son las de Admisión, Compresión, Expansión o Explosión y Escape.

Admisión.

Para la etapa de la admisión la válvula de admisión se abre, esto permite la entrada de aire que proviene del exterior y se genera el descenso del pistón, así como el movimiento de la biela y el cigüeñal.

Compresión.

La etapa de compresión mantiene las válvulas de admisión y escape cerradas mientras el cigüeñal gira y ascienden la biela y el pistón, esto permite que el aire inyectado en la etapa de admisión aumente su presión unas cuantas veces, al final de la carrera de compresión es inyectado el combustible a alta presión.

Expansión.

En la etapa de expansión el pistón comienza a descender, ya que, el combustible que fue expuesto al aire entra en ignición producto la alta presión generada en la etapa anterior, generándose así una explosión dentro de la recamara de combustión.

Escape.

Finalmente, en la etapa de escape el cigüeñal gira a la derecha, moviendo así a la biela para que el pistón pueda elevarse mientras la válvula de escape se abre y deja que el gas de combustión sea liberado a través de ella.

Aprovechamiento de la energía.

Es importante destacar que, de todo el proceso el único que resulta efectivo, es decir, aprovechable mecánicamente hablando, es el suscitado durante la etapa de expansión, ya que, es allí donde se genera la energía necesaria para mantener las otras 3 etapas en constante movimiento.

Pregunta clave.

Una vez, explicado el proceso y funcionamiento del motor diésel 4 tiempos, puede generarse la pregunta, ¿Cómo dicha energía es transmitida para que el carro puede moverse? Para ello recuerde como la energía producida en la etapa de la expansión genera un movimiento continuo que mantiene las otras 3 etapas, es precisamente ese constante movimiento que es transmitido por medio de la caja y la transmisión a las ruedas, haciendo así que el carro pueda desplazarse. 

Motor a gasolina 4 tiempos.

Por otro lado, para realizar una comparación es importante recordar que existe otro tipo de motor 4 tiempos, éste es el de encendido por chispa, mejor conocido como motor a gasolina 4 tiempos, éste fue creado en la década de los setentas por el ingeniero alemán Nikolaus A. Otto en Alemania.

Funcionamiento del motor a gasolina 4 tiempos.

Para entender la comparación es necesario describir el funcionamiento de este motor. A rasgos generales el principio es el mismo, posee cuatro etapas llamadas igualmente que el motor diésel 4 tiempos, es decir, admisión, compresión, expansión o explosión y escape.

Sin embargo, el cambio real en este proceso sucede en la diferencia de la composición del fluido en la etapa de la admisión, aquí el fluido que entra en la recamara no es solo aire, sino que también está ligado con gasolina, mientras que en la etapa de la expansión el dispositivo de inyección es cambiado por una bujía que una vez ejecutado el proceso de compresión genera una chispa que genera la ignición en el combustible y por ende, la expansión y posterior escape.  

Como fue comentado, el principio de funcionamiento es similar, aunque con algunos cambios importantes, todo ello ocasiona diferencias en el torque generado, el ruido producido y el peso, dónde el motor diésel 4 tiempos es superior, mientras en las áreas como la potencia, consumo de combustible y continuidad de reparaciones es mayor el motor a gasolina.

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Motor diésel 4 tiempos vs 2 tiempos.

En otro orden de ideas, también es importante realizar una comparación entre el motor de 4 tiempos y el motor de 2 tiempos, en primer plano es fundamental conocer la diferencia en el funcionamiento entre ambos motores, lo que hace importante conocer como trabaja éste último.

La figura Nº2 se observa el proceso del funcionamiento del motor de 2 tiempos, observe como el proceso de admisión y expansión sucede en un solo movimiento lineal de la biela, mientras las etapas de compresión y escape en otro, todo en un solo giro del cigüeñal.

motor diesel 2 tiempos
Figura Nº2. Proceso Completo de Combustión Interna de un Motor Diésel 2 Tiempos.

Diferencia clave

El principal cambio que hay entre estos dos tipos de motores radica en cómo se completa los procesos en los motores, es decir, mientras el motor de 4 tiempos utiliza 4 movimientos lineales de la biela y dos movimientos completos del cigüeñal el motor de 2 tiempos utiliza dos movimientos lineales de la biela y un movimiento completo del cigüeñal.

En consecuencia, esto permite una mayor potencia en cada cilindrada, ya que hace una explosión en cada revolución. El rendimiento del motor de 2 tiempos es menor al de 4 tiempos debido a que tiene un rendimiento volumétrico menor, es decir, una menor capacidad de entrada de combustible y, por ende, un escape de gas menos eficaz.

Por consiguiente, en términos generales, el proceso descrito aplica para motores diésel y a gasolina, por supuesto cada uno con sus cambios en la etapa de admisión y expansión que fueron descritos anteriormente.

Tabla comparativa 

A manera de resumen, será presentada la tabla Nº 1, en ella se pueden observar importantes diferencias para los motores 4 tiempos y 2 tiempos del tipo diésel y a gasolina.

 

Tabla Nº1. Tabla Comparativa Entre los Motores 4 Tiempos y 2 Tiempos, Diésel y a Gasolina.

Características.1) Motor Diésel 4 Tiempos.2) Motor a Gasolina 4 Tiempos3) Motor Diésel 2 Tiempos.4) Motor a Gasolina 4 Tiempos.
Explosiones Por cada 2 vueltas del cigüeñal.1122
Mayor uso enautobuses, gandolas, camiones y barcos de tamaño mediano y pequeño.Motocicletas.Instrumentos que necesiten movimiento como motosierras y cortadores de grama, también en motocicletas.Instrumentos que necesiten movimiento como motosierras y cortadores de grama, también en motocicletas.
Contaminación (Rangos: Bastante Contaminante, Muy Contaminante, Contaminante, Poco Contaminante) .ContaminantePoco ContaminanteBastante contaminanteMuy Contaminante
Costos (Rangos: Bastante Costoso, Muy Costoso, Costoso, Poco Costoso)Bastante CostosoMuy CostosoCostosoPoco Costoso
Ruido Generado (Rangos: Bastante Ruidoso, Muy Ruidoso, Ruidoso, Poco Ruidoso)RuidosoPoco RuidosoBastante RuidosoMuy Ruidoso
Uso de Combustible (Rangos: Bastante, Mucho, Normal, Poco)PocoNormalMuchoBastante
Peso (Rangos: Bastante Pesado, Muy Pesado, Pesado, Poco Pesado)Bastante PesadoMuy PesadoPesadoPoco Pesado
Costo de fabricación (Rangos: Bastante Costoso, Muy Costoso, Costoso, Poco Costoso)Bastante CostosoMuy CostosoCostosoPoco Costoso
Costos de reparación (Rangos: Bastante Costoso, Muy Costoso, Costoso, Poco Costoso)Poco CostosoCostosoBastante CostosoMuy Costoso
Nivel de Contaminación hacia el Ambiente (Rangos: Muy  Alto, Alto, Bajo Muy Bajo)BajoMuy BajoMuy AltoAlto

 

En conclusión, es importante recordar y analizar que cada tipo de motor tendrá diferentes campos de aplicaciones, sin embargo, a la hora de escoger que tipo de motor usar es importante tomar en cuenta la tarea que quiere realizarse, para de esa manera incurrir en la menor cantidad de gastos posibles y obtener el mayor desempeño.

De tal manera que, el mejor proceso, aplicación o tarea a cumplir será aquella en la cual se obtenga la mayor cantidad de beneficios con la menor cantidad de inversión tanto en términos de costos directos e indirectos, ya que, el simple hecho de no generar una buena investigación puede incurrir en catástrofes muy grandes.

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